TWI534932B - Wafer transfer mechanism - Google Patents

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Description

晶圓搬送機構 發明領域
本發明係有關一種保持半導體晶圓等之晶圓且將其搬送之晶圓搬送機構。
發明背景
在半導體裝置製程中，半導體晶圓之表面在藉由被稱為切割線之複數分割預定線而劃分的各領域形成有半導體裝置。半導體晶圓藉由研磨裝置研磨背面而加工成預定厚度之後，藉由切割裝置沿著切割線切削藉以分割成各個裝置，以製造IC、LSI等半導體裝置。
研磨裝置係大概由保持晶圓之夾頭台、研磨保持於夾頭台之晶圓的研磨機構、從夾頭台搬出研磨後晶圓之晶圓搬送機構、清洗搬出後之晶圓的研磨面之旋轉清洗單元所形成，可將晶圓加工到所希望的厚度(例如參照特開2003-300155號公報)。
研磨晶圓背面之研磨裝置將晶圓研磨的較薄且要求研磨後晶圓之研磨面不附著微細的研磨屑。又，以研磨裝置研磨晶圓的背面，之後，有晶圓的背面形成次裝置(再配線層)的情況，在如此之情況必須使附著於晶圓背面之研磨屑等之沾汙低於基準值。
以往，一般來說，將研磨完之晶圓從夾頭台搬出之際，利用安裝於可旋動臂之前端的真空吸引式吸附墊來吸引晶 圓，並從夾頭台搬送到清洗單元。
【先行技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】特開2003-300155號公報
發明概要
但是，在使用吸附墊之晶圓搬送裝置中，剛研磨後之晶圓為了清洗研磨面而搬送至清洗單元，然而有著所謂起因於晶圓搬送機構之吸附墊的吸引，且晶圓之背面乾燥，超過基準值之沾汙附著於晶圓的背面，即使以清洗單元清洗也無法去除研磨屑等沾汙的困難之問題。
本發明係鑑於如此之點而完成者，其目的在於提供一種不汙染研磨後之晶圓的研磨面且研磨屑不附著於研磨面之晶圓搬送機構。
依據本發明，提供一種晶圓搬送機構，係保持並搬送晶圓者，其特徵在於具備有：臂部；及保持墊，係透過彈性支持手段支持於該臂部之前端，並吸引保持晶圓者，該保持墊包含有吸引保持晶圓之外周的環狀吸引保持部、被該環狀吸引保持部圍繞且在與被吸引保持之晶圓之間形成空間的凹部、將液體供給到該凹部之液體供給部、及自該凹部排出液體且形成於該環狀吸引保持部之排出部。
依據本發明之晶圓搬送機構，由於利用環狀之吸引保 持部保持研磨後之晶圓的外周部，因此，接觸於晶圓研磨面的部分較少之外，由於一面經常以水之層填滿晶圓研磨面，一面從夾頭台搬送晶圓到清洗單元，所以研磨面不乾燥，而可防止超過基準值之沾汙附著。
圖式簡單說明
第1圖係半導體晶圓之表面側立體圖。
第2圖係表面貼附保護膠帶狀態之半導體晶圓的背面側立體圖。
第3圖係具備本發明之晶圓搬送機構之研磨裝置的立體圖。
第4圖係本發明實施形態之晶圓搬送機構的立體圖。
第5圖係晶圓搬送機構之主要部分斷面圖。
第6圖係保持墊之背面側立體圖。
第7圖係顯示水從排出部排出之狀態的保持墊部分之立體圖。
較佳實施例之詳細說明
以下，一面參照圖示一面詳細說明本發明實施形態之晶圓搬送機構。第1圖係加工至預定厚度前之半導體晶圓11的立體圖。第1圖所示之半導體晶圓11例如係由厚度為700μm之矽晶圓11構成，且於表面11a複數切割線(分割預定線)13形成格子狀，並且藉由該複數切割線13所劃分之複數領域形成有IC、LSI等裝置15。
如此構成之半導體晶圓11係具有形成有裝置15之裝置 領域17、及圍繞裝置領域17之外周剩餘領域19。又，半導體晶圓17之外周形成有作為顯示矽晶圓之結晶方位之標示的切口21。
在研磨半導體晶圓11背面11b前，半導體晶圓11表面11a藉由保護膠帶貼附步驟而貼附有保護膠帶23。因此，半導體晶圓11表面11a藉由保護膠帶23保護，而如第2圖所示般成為背面露出的形態。也可使用具剛性之玻璃等保護構件替代保護膠帶23。
其次，參照第3圖，就有關採用本發明實施形態之晶圓搬送機構的研磨裝置進行說明。4是研磨裝置2之基座，基座的後方垂直地豎立設置有二個柱部6a、6b。柱部6a固定有於上下方向延伸之一對導軌(只圖示一根)8。
沿著該一對導軌8於上下方向可移動地裝設有粗研磨單元10。粗研磨單元10安裝在其殼體20會沿著一對導軌8而於上下方向移動之移動基台12上。
粗研磨單元10包含有殼體20、可旋轉地收容於殼體20中之未圖示的心軸、旋轉驅動心軸之伺服馬達22、及具有固定於心軸前端之複數粗研磨用之研磨砥石26的研磨輪24。
粗研磨單元10具有由沿著一對導軌8將粗研磨單元10於上下方向移動之滾珠螺桿14與脈衝馬達16構成之粗研磨單元移動機構18。脈衝驅動脈衝馬達16時，滾珠螺桿14旋轉，移動基台12沿上下方向移動。
另一柱部6b也固定有朝上下方向延伸之一對導軌(僅 圖示一根)19。沿著該一對導軌19裝設有可朝上下方向移動的修整研磨單元28。
修整研磨單元28係安裝於其殼體36會沿著一對導軌19而朝上下方向移動之未圖示的移動基台。修整研磨單元28包含有殼體36、可旋轉地收容於殼體36中之未圖示的心軸、旋轉驅動心軸之伺服馬達38、及具有固定於心軸前端之修整研磨用的研磨砥石42之研磨輪40。
修整研磨單元28具有由沿著一對導軌19將修整研磨單元28於上下方向移動之滾珠螺桿30與脈衝馬達32構成之修整研磨單元移動機構34。驅動脈衝馬達32時，滾珠螺桿30旋轉，修整研磨單元28沿上下方向移動。
研磨裝置2具備有於柱部6a、6b側配設成與基座4之上面大略呈無段差的轉動台44。轉動台44形成比較上大直徑的圓盤狀，且藉由未圖示之旋轉驅動機構而朝箭頭45所示方向旋轉。
3個相互地於圓周方向離開1200的夾頭台46係在水平面內可旋轉地配置於轉動台44上。夾頭台46具有藉由多孔陶瓷材而形成圓盤狀之吸附部，並藉由作動真空吸引手段而吸引保持載置在吸附部之保持面上的晶圓。
配設於轉動台44之3個夾頭台46藉由適宜旋轉轉動台44，而依序移動到晶圓搬入搬出領域A、粗研磨加工領域B、修整研磨加工領域C及晶圓搬入搬出領域A。
基座4之前側部分配設有第1晶圓匣50、第2晶圓匣66、具有連桿機構51及手部52之晶圓搬送機器人54、具有複數 定位銷58之定位台56、晶圓搬入機構(加載臂)60、晶圓搬出機構(卸載臂)62及旋轉清洗單元64。
旋轉清洗單元64具有吸引保持並旋轉晶圓之旋轉台68。70係旋轉清洗單元64之外罩。晶圓搬出機構62構成本發明實施形態之晶圓搬送機構。
研磨後之晶圓11為了清洗研磨面而搬送至旋轉清洗單元64，然而利用吸附墊吸附晶圓之研磨面而搬送時，由於吸附墊接觸晶圓之研磨面而擔心會汙染研磨面。
再者，晶圓搬送時會發生所謂起因於吸附墊的吸引且晶圓之背面乾燥，研磨屑固著於晶圓之研磨面，即使在旋轉清洗單元64清洗也不會掉落的問題。參照第4圖至第7圖詳細說明解決該問題之本發明實施形態之晶圓搬送機構62。
晶圓搬送機構62如第4圖所示，包含有可朝上下方向移動之柱部72、可旋動地裝設於柱部72之前端部的臂部74、及安裝於臂部74之前端部的保持墊(吸附墊)76。
如第5圖所示，臂部74之前端部形成有***孔75，保持墊76之支持部78***到該***孔75中，藉由在保持墊76與臂部74之間夾設螺旋彈簧80，而使保持部76彈性地支持於臂部74之前端。
如第6圖所最佳顯示般，保持墊76具有吸引保持晶圓11外周的環狀之吸引保持部82、及被環狀吸引保持部82圍繞且在與晶圓11之間形成空間的圓形凹部84。且，吸引保持部82與圓形凹部84之階差h形成為1~2mm左右。
環狀之吸引保持部82上形成有複數吸引孔86，如第5圖所示，該等吸引孔86透過環狀吸引路88及吸引口90而連接於吸引源92。環狀之吸引保持部82上更形成有複數(本實施形態為4個)排出部94。
圓形凹部84形成有將水供給到圓形凹部84之複數(本實施形態為4個)供給孔96，該等供給孔96透過配設於保持墊76表面之可撓性配管98，如第5圖所示，而連接於水源100。
以下，就有關如上述構成之本發明實施形態之晶圓搬送機構(晶圓搬出機構)62的作用，進行說明。粗研磨單元10所產生之粗研磨及修整研磨單元28所產生之修整研磨完成後之晶圓11係旋轉轉動台44而固定位置於晶圓搬入搬出領域A。
其次，旋動晶圓搬送機構之臂部74，而使保持墊76固定位置於保持在夾頭台46的晶圓11之上，並使柱部72下降而使保持墊76抵接於晶圓11的背面(研磨面)11b。
然後，解除夾頭台46的吸引保持之後，以保持墊76之環狀吸引保持部82吸引保持晶圓11之外周部。因此，晶圓11之研磨面與保持墊76之間藉由圓形凹部84而形成空間，晶圓11只在其外周部藉由保持墊76而被保持吸引。
水從連接於水源100之供給孔96供給到圓形凹部84內，吸引保持晶圓11之圓形凹部84內以水填滿，如第7圖所示，排水102從形成於環狀之吸引保持部82的排出部94排出。
在該狀態下，將柱部72朝預定距離上方移動，且從夾頭台46使晶圓11上升，再藉由旋動臂部74而在以保持墊76吸引保持晶圓11的狀態下搬送晶圓11直到旋轉清洗單元64之旋轉台68，且解除保持墊76之環狀吸引保持部82的吸引。
在旋轉清洗單元64中，利用旋轉台68吸引保持晶圓11，一面將旋轉台68旋轉一面清洗晶圓11。晶圓11之清洗完成時，利用旋轉清洗單元64旋轉乾燥晶圓11之後，以晶圓搬送機器人54之手部52吸引保持晶圓11，將晶圓11收容於第2晶圓匣62的預定處所。
依據上述實施形態之晶圓搬送機構62，由於一面利用環狀之吸引保持部82保持研磨後之晶圓11的外周部一面進行搬送，因此接觸於晶圓研磨面的部分較少之外，由於一面在晶圓11之研磨面經常形成水之層一面進行搬送，因此晶圓11之研磨面不會乾燥，且徹底防止研磨屑等所產生之沾污的晶圓研磨面之汙染，而可從夾頭台46到清洗單元64搬送晶圓。
2‧‧‧研磨裝置
4‧‧‧基座
6a‧‧‧柱部
6b‧‧‧柱部
8‧‧‧導軌
10‧‧‧粗研磨單元
11‧‧‧半導體晶圓
11a‧‧‧表面
11b‧‧‧背面
12‧‧‧移動基台
13‧‧‧切割線
14‧‧‧滾珠螺桿
15‧‧‧裝置
16‧‧‧脈衝馬達
17‧‧‧裝置領域
18‧‧‧粗研磨單元移動機構
19‧‧‧外周剩餘領域
20‧‧‧殼體
21‧‧‧伺服馬達
22‧‧‧伺服馬達
23‧‧‧保護膠帶
24‧‧‧研磨輪
26‧‧‧研磨砥石
28‧‧‧修整研磨單元
30‧‧‧滾珠螺桿
32‧‧‧脈衝馬達
34‧‧‧修整研磨單元移動機構
36‧‧‧殼體
38‧‧‧伺服馬達
40‧‧‧研磨輪
42‧‧‧研磨砥石
44‧‧‧轉動台
45‧‧‧箭頭
46‧‧‧夾頭台
50‧‧‧第1晶圓匣
51‧‧‧連桿機構
52‧‧‧手部
54‧‧‧晶圓搬送機器人
56‧‧‧定位台
58‧‧‧定位銷
60‧‧‧晶圓搬入機構
62‧‧‧晶圓搬送機構
64‧‧‧旋轉清洗單元
66‧‧‧第2晶圓匣
68‧‧‧旋轉台
70‧‧‧外罩
72‧‧‧柱部
74‧‧‧臂部
75‧‧‧***孔
76‧‧‧保持部
78‧‧‧支持部
80‧‧‧螺旋彈簧
82‧‧‧吸引保持部
84‧‧‧凹部
86‧‧‧吸引孔
88‧‧‧吸引路
90‧‧‧吸引口
92‧‧‧吸引源
94‧‧‧排出部
96‧‧‧供給孔
98‧‧‧可撓性配管
100‧‧‧水源
102‧‧‧排水
A‧‧‧搬出領域
B‧‧‧粗研磨加工領域
C‧‧‧修整研磨加工領域
第1圖係半導體晶圓之表面側立體圖。
第2圖係表面貼附保護膠帶狀態之半導體晶圓的背面側立體圖。
第3圖係具備本發明之晶圓搬送機構之研磨裝置的立體圖。
第4圖係本發明實施形態之晶圓搬送機構的立體圖。
第5圖係晶圓搬送機構之主要部分斷面圖。
第6圖係保持墊之背面側立體圖。
第7圖係顯示水從排出部排出之狀態的保持墊部分之立體圖。
62．．．晶圓搬送機構
74．．．臂部
75．．．***孔
76．．．保持部
78．．．支持部
80．．．螺旋彈簧
82．．．吸引保持部
84．．．凹部
86．．．吸引孔
88．．．吸引路
90．．．吸引口
92．．．吸引源
98．．．可撓性配管
100．．．水源

Claims (1)

  1. 一種晶圓搬送機構，係保持並搬送晶圓，其特徵在於具備有：臂部；及保持墊，係透過彈性支持手段支持於該臂部之前端，並吸引保持晶圓，該保持墊包含有吸引保持晶圓之外周的環狀吸引保持部、被該環狀吸引保持部圍繞且在與被吸引保持之晶圓之間形成空間的凹部、將液體供給到該凹部之液體供給部及自該凹部排出液體且以溝狀形成於該環狀吸引保持部之複數個排出部，該複數個排出部於已保持晶圓時，連通該凹部與該保持墊之外部。
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